JP4021761B2

JP4021761B2 - Method and apparatus for initiating communication

Info

Publication number: JP4021761B2
Application number: JP2002535288A
Authority: JP
Inventors: ラーフベルンハルト
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: EP1983658A3; EP1325565A1; CN1446411A; CN101488789A; DE50114550D1; CN100477550C; WO2002032010A1; AU2001295594A1; EP1325565B1; EP1983658B1; EP1198076A1; KR100815636B1; KR20030036903A; US7130652B2; US20040029604A1; JP2004511951A; CN101488789B; ES2315310T3; EP1983658A2

Abstract

The method involves applying an ordered preamble power to a preamble-initial power for the transmission of a preamble. A preamble transmitting power is set to the maximum permissible power (24), if the ordered preamble power is greater than a maximum allowed power. The preamble transmitting power is applied to a value, which is greater than the preamble power and smaller than the minimum preamble power, if the ordered preamble power is lower than a minimum allowed power. The preamble transmitting power is set to the ordered preamble power. An independent claim is also included for an arrangement initiation of communication, for power control.

Description

【０００１】
本発明は、通信、殊に通信コネクションを開始する方法および装置に関する。本発明は、例えばパワー制御の開始ないしはパワー制御のための方法および装置に関する。
【０００２】
移動無線システムの枠内で公知であるのは、移動局、例えば移動電話（利用者装置ＵＥ＝User Equipmentとも称する）から基地局に（ノードＢとも称する）に初期化信号を送信することにより、通信の開始ないしは起動することである。ここで初期化信号とは、いわゆるＲＡＣＨ（Random Access Channel）メッセージまたはプリアンブル、すなわち使用され得るＲＡＣＨの前の固有のメッセージのことである。
【０００３】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）システム、例えばＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）の殊に重要な要素をなすのがパワー制御である。データの伝送に対して使用される閉ループパワー制御方式は、開始のためのＲＡＣＨ伝送に対しては使用できない。それはこの方式が、伝送の前には実行できないためである。したがって開始のためのＲＡＣＨ伝送に対しては、いわゆる開ループパワーコントロール方式が使用される。この方式によっては、理想的なアップリンクパワー（移動局から基地局に送信され、受信に必要なパワーで基地局に到着する信号のパワー）を高い精度で求めることはできないため、付加的にいわゆるパワーランピング（power ramping）方式が使用され、ここではＲＡＣＨメッセージが、増大するパワーで繰り返されて移動局から送信される。送信されたＲＡＣＨメッセージのパワーが小さすぎる場合、このメッセージは基地局によって受信されず、基地局から移動局に確認メッセージが通知されずに、移動局から基地局へのＲＡＣＨメッセージの伝送がより大きなパワーで繰り返されるのである。ＲＡＣＨメッセージのパワーが十分に大きい場合、このメッセージは基地局によって受信され、確認メッセージが基地局から移動局に通知される。完全なＲＡＣＨメッセージの代わりに短縮化された信号、いわゆるプリアンブルだけを送信することも可能である。
【０００４】
このような方法は、例えばＥＰ０９１７３０４Ａ２から公知である。ここでは開始のための信号の伝送が、求めた初期パワーから出発して、増大するパワーで繰り返され、ここでこの繰り返しは、確認メッセージが受信されるか、または繰り返し数が閾値を上回るまで行われる。確認メッセージが受信された場合、データの伝送が引き続いて行われる。繰り返し数が閾値を上回った場合、この方法が、開始のための信号を初期パワーで伝送することにより再度スタートされる。
【０００５】
この種の方法をさらに発展させたものが"ETSI TS 125.214, V3.4.0-DRAFT(2000-9), UMTS, Physical layer procedures (FDD), (Release 1999)"から公知である。ここでは例えば第６．１章にいわゆるランダムアクセスプロシージャ（Random Access Procedure）が記載されており、これには一般的には通信の開始が記載されており、また殊にステップ４〜７および９〜１０においてはパワー制御の開始が記載されている。ここでは、移動局から基地局に送信される開始のためのメッセージはプリアンブルと称される。以下ではこの方法を手短に説明し、その際に分かりやすくするために、パワー制御方法の理解には必要でないステップについては説明せず、例えば、相異なる移動局に別個のスロット（タイムスロット）ないしはチャネルを割り当てることについては詳しく扱わない。
【０００６】
６．１に記載されている方法のステップ４では、プリアンブルの伝送の繰り返しをカウントするためのカウンタを値Preamble＿Retrans＿Maxにセットする。
【０００７】
ステップ５ではプリアンブルを伝送するためのパワーをPreamble＿Initial＿Power（初期パワー）にセットする。
【０００８】
ステップ６では、１アクセスタイムスロットにおいてパワーpreamble transmission powerでプリアンブルを移動局から基地局に送信する。
【０００９】
ステップ７において移動局側で確認メッセージ（肯定の確認メッセージ（"positive acquisition indicator"）も、否定の確認メッセージ（"negative acquisition indicator"））も共に検出されない場合、ステップ７．３においてプリアンブルを送信するパワーをΔＰ_０＝ Power＿Ramp＿Step [dB]だけ増大させる。
【００１０】
ステップ７．４では、プリアンブルの伝送の繰り返しをカウントするカウンタを１つだけ減少させる。
【００１１】
ステップ７．５においてプリアンブルの伝送の繰り返しをカウントするこのカウンタが０よりも大である場合はステップ６に進み、そうでない場合には、確認メッセージが受信されなかったことが決定され、このプロシージャを離れる。
【００１２】
否定の確認メッセージが受信される場合、ステップ８においてこのプロシージャを離れる。
【００１３】
ステップ９では（肯定の確認メッセージ（"positive acquisition indicator"）が受信された場合）、Random Accessメッセージを基地局に送信する。
【００１４】
ステップ１０では、このRandom Accessメッセージが伝送されたことを確定する。
【００１５】
しかしながら実践的には、移動無線システム内の移動局が送信してもよいパワーは最大パワーによって制限され、これを上回ると、例えば、位相精度または変調精度の悪化に起因して、伝送品質が劣化しまう可能性がある。またセル間のパワーは、干渉を低減するために個別に制限がなされる可能性もある。さらに移動局の最大パワーは、規制によって、または適用すべき規格によって制限され得る。また移動局は、任意の小さなパワーで送信を行うことができない。したがって移動無線規格では、移動局が送信することの可能な最小のパワーが決定されるのである。
【００１６】
本発明の課題は、通信を開始する方法および装置、殊にパワー制御の方法および装置を提供することでもあり、ここではこのパワー制御によって、移動局の送信パワーについての（実践的に設定される）制限が考慮され、これにより、従来技術よりも消費されるエネルギーが少なく、ないしは移動無線システムにおける干渉が発生しないようにされる。
【００１７】
この課題は、請求項１，８，９，１０，１１および１５の特徴部分に記載された特徴的構成によって解決される。有利な発展形態は、従属請求項に記載されている。
【００１８】
これによれば本発明は、殊につぎのようなアイデアに基づいている。すなわち、プリアンブルを送信するパワーを段階的に増大させて（パワーランピング）、極値に相応するパワーで送信が繰り返して行われるようにするというアイデアに基づいており、ここでこのパワーは少なくとも１つの上記の極値によって制限される。同じパワーで繰り返すことは有利である。それは、小さすぎるパワーでプリアンブルを送信したことの他にも、確認メッセージが受信されない偶然または一時的な別の理由があり得るからである。このような理由としては、伝送チャネルにおける衝突、突然の一時的な干渉、一時的な大きな減衰または確認メッセージの伝送におけるエラーその他がある。
【００２０】
変形実施形態に応じて、確認メッセージは、肯定および／または否定の確認メッセージとすることも可能であり、これは、確認信号と称したり、確認信号として実現することが可能である。この信号は、例えばただ１つの値または相異なる２つの値をとることができる。
【００２１】
しかしながら有意義でないのは、同じパワーによるプリアンブルの送信を無制限に繰り返すことである。それは繰り返しの度に、確認メッセージが受信されない理由がプリアンブルの小さすぎるパワーに起因する確率が高くなるからである。したがって本発明の発展形態では、所定の繰り返し数の後または別の条件の発生後、同じパワーによるプリアンブルの繰り返しの送信を終了する。
【００２２】
ここで上記の最大の極値は、例えば、移動無線システムの規格によって決定することができ、ここでこの規格の枠内で本発明が使用される。
【００２３】
上記の最小の極値は、例えば、移動無線システムの規格によって決定することもでき、ここでこの規格の枠内で本発明が使用される。または上記の最小の極値は、移動局の製造者によって指定された値とすることができ、ここでこの値は、例えば、移動局によって実現可能な最小の送信パワーに相応する（移動無線システムは、例えば、移動局が少なくとも到達できなければならない最小の送信パワーの値を決定することができる。しかしながらこの移動局は、より小さな送信パワーで送信してもよい）。
【００２４】
本発明の枠内では、「境界の外部」、「境界内」、「境界の間」、「より大きい」、「より小さい」などの表し方は、変形実施形態に応じて、相応する境界が、相応する区間に所属すること、または相応する境界が、相応する区間に所属しないことを意味し得る。
【００２５】
１変形実施形態では、理想パワーの最初の計算、すなわち、先行する基準値がないためにインクリメントができない初期パワーの計算をいわゆる開ループパワー制御によって代替する。ここで移動局によって求められるのは、どの位の出力で基地局から送信された信号が移動局に到着するかであり、またここから推定されるのは、どの位の出力で移動局がプリアンブルを送信しなければならないかである。この場合、最初に計算されるこのパワーが、求める初期パワーに相応する。
別の１変形実施形態では、初期伝送を行って通信を開始する方法において、初期伝送が成功したことを確認し、確認がない際にはこの初期伝送を、インクリメントされたパワーで繰り返し、パワー境界値にて繰り返される伝送の数を、所定の数によって制限し、上記の計算した理想パワーが、最大の極値パワーを少なくとも所定の閾値分だけ上回った場合、上記のインクリメントされたパワーによって繰り返される初期伝送を中断する。
【００２６】
上記の課題を解決するために装置も設けられており、これは、上記の方法を実施しかつ相応する発展形態の実施するために構成された制御装置を有する。
【００２７】
本発明を以下、有利な実施例に基づき詳しく説明する。これらの説明に、以下に列挙する図面を使用する。
【００２８】
図１は、移動局のブロック回路図であり、
図２は、通信を開始する方法の簡略された流れ図である。
【００２９】
図１には移動局ＭＳが示されており、これは、例えばＵＭＴＳ移動電話であり、プリアンブルを送信しまた制御データおよび有効データを送信する送信装置ＳＥと、確認メッセージを受信しまた制御データおよび有効データを受信する受信装置ＥＥとを有する。
【００３０】
上記の受信装置および送信装置は制御装置ＳＴＥによって制御され、この制御装置は、プログラム技術的に有利に構成されたマイクロコントローラまたは相応の有利な回路を含むことが可能である。
【００３１】
移動局の詳細な実現についてはここでは詳しく扱わない。それはこのような移動局は当業者には公知だからである。また本発明の枠内にある方法を実施する制御装置を構成することは、この明細書の知識があれば、当業者が扱える範囲内である。
【００３２】
図２には基地局と移動局との間における通信の開始が示されており、これは移動局から送信すべきプリアンブルの初期パワーを推定する（開ループパワー制御）ことによって開始される。引き続いてプリアンブルのパワーの段階的な増大（パワーランピング）が行われ、ここでこれは基地局が上記のプリアンブルを受信ないしは検出して、相応する確認メッセージを移動局に送信し、この移動局が確認メッセージを受信ないしは検出するまで行われる。確認メッセージが受信されると、この方法はＲＡＣＨメッセージの送信によって先に進む。プリアンブルのパワーの段階的な増大に対する中断判定基準として、カウンタ閾値を上回ったことないしは下回ったこと、またはプリアンブルの送信のために計算された理想パワーが最大の極値パワーを閾値分だけ上回ったことを使用する。ここで括弧に第２の番号付けが示されており、これによって冒頭に示したＥＴＳＩ文書に対するこの方法の関係および違いが明らかにされる。
【００３３】
図２に示した方法のステップ２１（ステップ４）ではプリアンブルの伝送の繰り返しをカウントするカウンタを値"Preamble Retrans Max"にセットする。
【００３４】
ステップ２２（ステップ５）では、計算したプリアンブルの理想パワー（命令されたパワー）を値Preamble＿Initial＿Power（初期パワー）にセットする。これは開ループパワー制御方式によって求められる。
【００３５】
ステップ２３（ステップ６に対する補足）では、計算した理想パワーと、最大許容パワー（最大の極値パワー）とを比較する。計算した理想パワーが、最大許容パワーよりも大きい場合、プリアンブルのパワーをステップ２４において最大許容パワーにセットし、プリアンブルをステップ２８においてこのパワーで送信する。
【００３６】
計算した理想パワーが、最大許容パワーよりも小さいかまたは最大許容パワーと等しい場合、ステップ２５において、計算した理想パワーと、（移動無線システムの規格によってまたは移動無線システム運用者によってまたは製造者によって）指定された最小パワー（最小の極値パワー）とを比較する。計算した理想パワーが、指定された最小パワーよりも小さい場合、プリアンブルのパワーをステップ２６において、計算した理想パワーと最小のパワーとの間にある値にセットし、プリアンブルをステップ２８においてこのパワーで送信する。これが殊に有利であるのは、移動局が、指定された最小のパワーよりも小さなパワーで送信できる場合である。このステップの１つの結果となり得るのは、開ループパワー制御によって求めたPreamble＿Initial＿Power（初期パワー）が、決定した最小パワーを下回る程度に応じて、計算した理想パワーと最小パワーとの間の同じパワーで複数回にわたって送信が行われることである。開ループパワー制御により、プリアンブルに対して小さな初期パワーが推定される場合、このことが示唆するのは、この初期パワーで送信されるプリアンブルが高い確率で基地局によって受信されるはずであるということである。しかしながら、（確認メッセージが受信されない）プリアンブルの送信失敗は、伝送チャネルにおける衝突、突然の一時的な干渉、一時的な大きな減衰または確認メッセージの伝送におけるエラーに起因し得る。したがって同じ小さなパワーでプリアンブルをこのように繰り返して送信することが有意義なのである。
【００３７】
計算した理想パワーが、最大許容パワーよりも小さいかまたは最大許容パワーと等しく、かつ決定した最小パワーよりも大きいかまたは決定した最小パワーと等しい場合、ステップ２７においてプリアンブルのパワーを、計算した理想パワーの値にセットして、プリアンブルをステップ２８においてこのパワーで送信する。
【００３８】
すなわちステップ２３〜２８（ステップ６）では、１アクセスタイムスロットにおいて移動局から基地局に、計算した理想パワーでプリアンブルを送信し、この際に、計算したプリアンブルの理想パワー（命令されたパワー）が、最大許容パワーを上回る場合、移動局はこの最大許容パワーで送信し、計算したプリアンブルの理想パワー（命令されたパワー）が、指定された最小パワーを下回る場合、移動局は、計算したプリアンブルの理想パワー（命令されたパワー）と、指定された最小パワーとの間にあるパワーで送信する。
【００３９】
ステップ２９では、例えば、タイマの経過によって求めることのできる所定の時間の間、確認メッセージの受信を待つ。
【００４０】
この時間の間に、"acquisition indicator"とも称される確認メッセージが受信されない場合（ステップ７．１）、ステップ２１１（ステップ７．３）において理想パワーを、最後に計算した理想パワーをΔＰ_０＝ Power Ramp Step [ｄＢ]だけインクリメントすることによって新たに計算する。ステップ２１２では、新たに計算したこの理想パワー（命令されたパワー）が、最大許容パワーを、少なくとも１つのあらかじめ設定した閾値だけ、例えば少なくとも６ｄＢだけ上回っているか否かがチェックされる。上回っている場合、確認メッセージが受信されなかったことが決定され、このプロシージャはＥからでる。１変形実施形態では、この場合（少なくとも１つの所定値、例えば６ｄＢを上回る場合）にもこの方法はステップ２１２に進む。
【００４１】
ステップ２１２で、新たに計算した理想パワーが、少なくとも所定の閾値分だけ、例えば少なくとも６ｄＢだけ最大許容パワーを上回っていない場合、ステップ２１３（ステップ７．４）において、プリアンブルの伝送の繰り返しをカウントするカウンタを１だけ減少させる。ステップ２１４（ステップ７．５）において新たなカウント状態が０より大の場合、この方法はステップ２３に進む。そうでなければ、確認メッセージは受信されないことが決定され、このプロシージャはＥからでる。
【００４２】
ステップ２９において肯定の確認メッセージ（"positive acquisition indicator"）が受信される場合、ステップ２１０においてＲＡＣＨメッセージが基地局に送信される（ステップ９）。これに対してステップ２９において否定の確認メッセージ（"negative acquisition indicator"）が受信される場合（ステップ８）、Ｅからこのプロシージャを出ることになる。
【００４３】
この場合、後続のデータ伝送における信号のパワーは、確認メッセージによってその受信が確認された、最後に送信したプリアンブルのパワーに基づく。ここで後続のこの伝送に有利に使用されるべきパワーは、データレートに依存する。例えば、高いデータレートにおいて有利であり得るのは、このパワーを、最後に送信したプリアンブルのパワーよりも高く選択することである。ＵＭＴＳでは、このパワーの差分を、パラメタΔＰ_ｐ _- _ｍ[ｄＢ]によって表す。
【００４４】
本発明の変形実施形態では、高々所定の最大数の伝送試行を最大パワーで行う。言い換えれば、ステップ２１２においてカウンタにより、最大許容パワーで繰り返されたプリアンブルの伝送の数をカウントする。所定の数を上回った際にはこのプロシージャを出る。これはつぎのようにして実現することも可能である。すなわち、計算した理想パワーが、所定の閾値パワーＰmaxを上回った場合に、このプロシージャを出ることによって実現することも可能である。２つの変形実施形態間の違いは、パワーのインクリメントの変化によって、第２の場合には繰り返し数が変わるのに対して、第１の場合には変わらないことである。第２の場合に有利であるのは、衝突の確率が高い状況において有利に選択された小さなインクリメントが、まさにこの状況において理にかなった過多の繰り返しに結び付くことである。
【００４５】
本発明の別の変形実施形態では、ステップ２６において、プリアンブルのパワーを、決定した最小パワーにセットする。
【００４６】
本発明の別の変形実施形態では、同じパワーによる伝送の試行を所定の試行数だけ行い、引き続き、最後に使用したパワーに基づいてパワーのインクリメントを行う。言い換えれば、一定のパワーによるプリアンブルの繰り返しの送信を、所定の繰り返し数Ｎminの後で中断し、最後に送信したプリアンブルのパワーをインクリメントすることによって新たな理想パワーを計算する。これが行われるのは、最後に送信したプリアンブルの出力が、最小の極値パワーと、計算した理想パワーとの間にある場合である。これによって阻止されるのは、多くの繰り返しにおいて、小さすぎるパワーで無駄に送信されることであり、ここでこれは例えば開ループパワー制御により、初期パワーよりも格段に小さな値が求められる場合である。これは例えば、初期パワーを少なくともつぎの値にセットすることによって実現され、ここでこの値は、指定された最小パワー−Nmin＊インクリメントから計算される。これにより、指定された最小のパワーでＮmin回のプリアンブルの伝送が行われ、確認メッセージが受信されなかった場合には、続いてより大きなパワーで伝送が行われる。
【００４７】
さらに本発明の変形実施形態では、後続の伝送に対するパワー要求を考慮して、最初の伝送試行の数またはパワーを制限する。言い換えれば、上記のパワー制御に続くデータ伝送のパワー要求を考慮して、プリアンブルの送信の繰り返し数を減少させる。これにより、データ伝送に必要なパワーが、プリアンブルの送信に必要なパワーよりも大きい場合、パワーランピングプロシージャをすでに前に中断することができる。したがってつぎのような状況が存在する。すなわち所定のパワーでプリアンブルを伝送しなければならないが、後続のデータ伝送では、このデータ伝送の所定の事情に起因して格段に大きなパワーまたは格段に小さなパワーが有利になり得る状況が存在するのである。例えば、殊に高いデータレートによるデータ伝送によっては、ＲＡＣＨメッセージのパワーに対して格段に大きいパワーだけでしか行われ得ないものがあるのである。このような事情が前もって既知である場合、このことを考慮した固有の最大値によってプリアンブルないしはＲＡＣＨメッセージのパワーを、制限することが有利であり得る。例えば、高いデータレートによるデータ伝送が、プリアンブルないしはＲＡＣＨメッセージの伝送よりも１０ｄＢだけ大きなパワーを必要とする場合、プリアンブルないしはＲＡＣＨメッセージのパワーを、最大許容パワーよりも１０ｄＢまたは１０−ｘｄＢ下にある値によって制限することが有利なことがあり得る。
【００４８】
上記に説明した本発明の変形実施形態の他に本発明の枠内には別の多くの実施形態がある。これらについてはここではさらに説明しないが、上記の実施例に基づいて簡単に実践に移すことができる。例えば、上記の方法におけるステップの順番は変更することができ、また複数のステップを挿入したり省略することができる。変更／挿入されるステップを有するこのような方法の例は、ＣＰＣＨアクセスプロシージャであり、これは冒頭に挙げたＥＳＴＩ文書の第６．２章に記載されている。本明細書の知識があれば、ＣＰＣＨアクセスプロシージャにおいて本発明を使用することは当業者がなし得ることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動局のブロック回路図である。
【図２】通信を開始する方法の簡略された流れ図である。[0001]
The present invention relates to communication, and more particularly to a method and apparatus for initiating a communication connection. The present invention relates to a method and an apparatus for starting or controlling power, for example.
[0002]
Known within the framework of mobile radio systems is by sending an initialization signal from a mobile station, eg a mobile phone (also referred to as user equipment UE = User Equipment), to a base station (also referred to as Node B), To start or start communication. Here, the initialization signal is a so-called RACH (Random Access Channel) message or preamble, that is, a unique message before the RACH that can be used.
[0003]
Power control is a particularly important element of a Code Division Multiple Access (CDMA) system, for example, UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). The closed loop power control scheme used for data transmission cannot be used for RACH transmission for initiation. This is because this scheme cannot be performed before transmission. Therefore, a so-called open loop power control scheme is used for RACH transmission for start. Depending on this method, the ideal uplink power (the power of the signal transmitted from the mobile station to the base station and arriving at the base station with the power necessary for reception) cannot be obtained with high accuracy. A power ramping scheme is used, where RACH messages are repeated from the mobile station with increasing power. If the power of the transmitted RACH message is too small, this message is not received by the base station, and the confirmation message is not notified from the base station to the mobile station, and the transmission of the RACH message from the mobile station to the base station is larger. It is repeated with power. When the power of the RACH message is sufficiently large, this message is received by the base station, and a confirmation message is notified from the base station to the mobile station. It is also possible to send only a shortened signal, the so-called preamble, instead of a complete RACH message.
[0004]
Such a method is known, for example, from EP 0917304 A2. Here, the transmission of the signal for the start is repeated with increasing power starting from the determined initial power, this repetition being carried out until a confirmation message is received or the number of repetitions exceeds a threshold value. Is called. If a confirmation message is received, data transmission continues. If the number of repetitions exceeds the threshold, the method is restarted by transmitting a signal for start with initial power.
[0005]
A further development of this type of method is known from "ETSI TS 125.214, V3.4.0-DRAFT (2000-9), UMTS, Physical layer procedures (FDD), (Release 1999)". Here, for example, Chapter 6.1 describes a so-called Random Access Procedure, which generally describes the start of communication, and in particular steps 4-7 and 9- 10, the start of power control is described. Here, the start message transmitted from the mobile station to the base station is called a preamble. In the following, this method will be briefly described, and in order to make it easier to understand, steps that are not necessary for understanding the power control method will not be described. For example, different mobile stations may have separate slots (time slots) or We will not deal with channel allocation in detail.
[0006]
In step 4 of the method described in 6.1, a counter for counting repetitions of preamble transmission is set to the value Preamble_Retrans_Max.
[0007]
In step 5, the power for transmitting the preamble is set to Preamble_Initial_Power (initial power).
[0008]
In step 6, the preamble is transmitted from the mobile station to the base station with power preamble transmission power in one access time slot.
[0009]
If neither a confirmation message (a positive confirmation message ("positive acquisition indicator") nor a negative confirmation message ("negative acquisition indicator")) is detected on the mobile station side in step 7, a preamble is transmitted in step 7.3. Increase the power by ΔP ₀ = Power_Ramp_Step [dB].
[0010]
In step 7.4, the counter that counts the repetition of the preamble transmission is decremented by one.
[0011]
If this counter, which counts repeated transmissions of the preamble in step 7.5, is greater than 0, proceed to step 6, otherwise it is determined that no confirmation message has been received and this procedure is Leave.
[0012]
If a negative confirmation message is received, step 8 is exited from this procedure.
[0013]
In step 9 (when a positive confirmation indicator (“positive acquisition indicator”) is received), a Random Access message is transmitted to the base station.
[0014]
In step 10, it is determined that this Random Access message has been transmitted.
[0015]
In practice, however, the power that a mobile station in a mobile radio system may transmit is limited by the maximum power, above which transmission quality degrades due to, for example, deterioration of phase accuracy or modulation accuracy. There is a possibility. Also, the power between cells may be individually limited to reduce interference. Furthermore, the maximum power of the mobile station can be limited by regulations or by standards to be applied. In addition, the mobile station cannot perform transmission with any small power. Therefore, in the mobile radio standard, the minimum power that can be transmitted by the mobile station is determined.
[0016]
It is also an object of the present invention to provide a method and device for initiating communication, in particular a power control method and device, in which the power control (practically set for the transmission power of the mobile station). ) Limitations are taken into account, so that less energy is consumed than in the prior art or no interference occurs in the mobile radio system.
[0017]
This problem is solved by the characteristic structure described in the characterizing part of claims 1, 8, 9, 10 , 11 and 15 . Advantageous developments are described in the dependent claims.
[0018]
According to this, the present invention is based on the following idea in particular. That is, based on the idea of increasing the power for transmitting the preamble in steps (power ramping) so that the transmission is repeated at a power corresponding to the extreme value, where this power is at least one Limited by the above extreme values. It is advantageous to repeat with the same power. This is because there may be other accidental or temporary reasons why the confirmation message is not received besides transmitting the preamble with too little power. Such reasons may include collisions in the transmission channel, sudden temporary interference, temporary large attenuation or errors in the transmission of confirmation messages.
[0020]
Depending on the variant embodiment, the confirmation message may be an affirmative and / or negative confirmation message, which may be referred to as a confirmation signal or realized as a confirmation signal. This signal can take, for example, just one value or two different values.
[0021]
However, what is not meaningful is that the preamble transmission with the same power is repeated indefinitely. This is because the probability that the confirmation message is not received with each repetition increases due to the power of the preamble being too small. Therefore, in the development of the present invention, after a predetermined number of repetitions or after another condition occurs, transmission of repeated preambles with the same power is terminated.
[0022]
Here, the above-mentioned maximum extreme value can be determined, for example, according to the standard of the mobile radio system, and the present invention is used within the framework of this standard.
[0023]
Said minimum extremum can also be determined, for example, by a mobile radio system standard, where the invention is used within the framework of this standard. Alternatively, the minimum extreme value may be a value specified by the mobile station manufacturer, where this value corresponds, for example, to the minimum transmission power achievable by the mobile station (mobile radio system). Can determine, for example, the minimum transmission power value that the mobile station must be able to reach, although this mobile station may transmit with less transmission power).
[0024]
Within the framework of the present invention, the terms “outside the boundary”, “inside the boundary”, “between the boundaries”, “greater than”, “less than”, etc. Can belong to the corresponding section, or the corresponding boundary does not belong to the corresponding section.
[0025]
In one variant, the initial calculation of the ideal power, ie the calculation of the initial power that cannot be incremented due to the absence of a preceding reference value, is replaced by so-called open loop power control. Here, what is required by the mobile station is how much power the signal transmitted from the base station arrives at the mobile station, and what is estimated from this is how much power the mobile station uses for the preamble. Must be sent. In this case, the power calculated first corresponds to the desired initial power.
In another variant embodiment, in the method of starting communication by performing initial transmission, it is confirmed that the initial transmission is successful, and if there is no confirmation, the initial transmission is repeated with the incremented power, Limit the number of transmissions repeated by value by a predetermined number, and if the calculated ideal power exceeds the maximum extremum power by at least a predetermined threshold, it is repeated by the incremented power Interrupt initial transmission.
[0026]
In order to solve the above problems, an apparatus is also provided, which comprises a control device configured to carry out the above method and to implement a corresponding development.
[0027]
The invention will be described in detail below on the basis of advantageous embodiments. The drawings listed below are used for these descriptions.
[0028]
FIG. 1 is a block circuit diagram of a mobile station,
FIG. 2 is a simplified flow diagram of a method for initiating communication.
[0029]
FIG. 1 shows a mobile station MS, which is, for example, a UMTS mobile phone, a transmitting device SE that transmits a preamble and transmits control data and valid data, and receives a confirmation message and controls and And a receiving device EE for receiving valid data.
[0030]
The receiving and transmitting devices described above are controlled by a control device STE, which can comprise a microcontroller or a corresponding advantageous circuit that is advantageously configured in terms of program technology.
[0031]
The detailed implementation of the mobile station is not dealt with in detail here. This is because such mobile stations are known to those skilled in the art. Also, the construction of a control device that implements the method within the framework of the present invention is within the scope of those skilled in the art with knowledge of this specification.
[0032]
FIG. 2 shows the start of communication between the base station and the mobile station, which is started by estimating the initial power of the preamble to be transmitted from the mobile station (open loop power control). Subsequently, a step-by-step increase (power ramping) of the power of the preamble is performed, in which the base station receives or detects the above preamble and sends a corresponding confirmation message to the mobile station. This is done until a confirmation message is received or detected. When a confirmation message is received, the method proceeds by sending a RACH message. As an interruption criterion for a step-by-step increase in the power of the preamble, that the counter threshold was exceeded, or that the ideal power calculated for transmitting the preamble exceeded the maximum extreme power by the threshold Is used. Here, a second numbering is shown in parentheses, which reveals the relationship and differences of this method to the ETSI document shown at the beginning.
[0033]
In step 21 (step 4) of the method shown in FIG. 2, a counter for counting repetition of preamble transmission is set to the value “Preamble Retrans Max”.
[0034]
In step 22 (step 5), the calculated ideal power (commanded power) of the preamble is set to the value Preamble_Initial_Power (initial power). This is determined by an open loop power control scheme.
[0035]
In step 23 (supplement to step 6), the calculated ideal power is compared with the maximum allowable power (maximum extreme power). If the calculated ideal power is greater than the maximum allowable power, the power of the preamble is set to the maximum allowable power in step 24, and the preamble is transmitted at this power in step 28.
[0036]
If the calculated ideal power is less than or equal to the maximum allowable power, then in step 25 the calculated ideal power and (depending on the mobile radio system standard or by the mobile radio system operator or by the manufacturer) Compare the specified minimum power (minimum extremum power). If the calculated ideal power is less than the specified minimum power, the power of the preamble is set at step 26 to a value between the calculated ideal power and the minimum power, and the preamble is set at this power at step 28. Send. This is particularly advantageous when the mobile station can transmit with less power than the specified minimum power. One result of this step can be the same power between the calculated ideal power and the minimum power, depending on the degree to which the Preamble_Initial_Power (initial power) determined by the open loop power control is below the determined minimum power. The transmission is performed multiple times. If open loop power control estimates a small initial power for the preamble, this suggests that the preamble transmitted at this initial power should be received by the base station with a high probability. It is. However, failure to transmit a preamble (no confirmation message is received) may be due to collisions in the transmission channel, sudden temporary interference, temporary large attenuation or errors in the transmission of confirmation messages. Therefore, it is meaningful to repeatedly transmit the preamble in this way with the same small power.
[0037]
If the calculated ideal power is less than or equal to the maximum allowable power and greater than the determined minimum power or equal to the determined minimum power, then in step 27 the power of the preamble is calculated as the calculated ideal power. The preamble is transmitted at this power in step 28.
[0038]
That is, in steps 23 to 28 (step 6), the preamble is transmitted with the calculated ideal power from the mobile station to the base station in one access time slot. At this time, the calculated ideal power (instructed power) of the preamble is If the maximum allowable power is exceeded, the mobile station transmits at this maximum allowable power, and if the calculated ideal power of the preamble (commanded power) is below the specified minimum power, the mobile station Transmit at a power between the ideal power (commanded power) and the specified minimum power.
[0039]
In step 29, for example, the reception of the confirmation message is waited for a predetermined time that can be obtained by the elapse of the timer.
[0040]
If no confirmation message, also called “acquisition indicator”, is received during this time (step 7.1), the ideal power in step 211 (step 7.3) and the last calculated ideal power are ΔP ₀ = A new calculation is made by incrementing Power Ramp Step [dB]. In step 212 it is checked whether this newly calculated ideal power (commanded power) exceeds the maximum allowable power by at least one preset threshold, for example by at least 6 dB. If so, it is determined that no confirmation message has been received and the procedure exits from E. In one variant embodiment, the method also proceeds to step 212 in this case (if at least one predetermined value, eg greater than 6 dB).
[0041]
In step 212, if the newly calculated ideal power does not exceed the maximum allowable power by at least a predetermined threshold, for example by at least 6 dB, in step 213 (step 7.4), repeat transmission of the preamble is counted. Decrement the counter by one. If the new count state is greater than zero in step 214 (step 7.5), the method proceeds to step 23. Otherwise, it is determined that no confirmation message is received and the procedure leaves E.
[0042]
If a positive confirmation message (“positive acquisition indicator”) is received in step 29, a RACH message is transmitted to the base station in step 210 (step 9). On the other hand, if a negative confirmation message ("negative acquisition indicator") is received in step 29 (step 8), E will exit this procedure.
[0043]
In this case, the power of the signal in the subsequent data transmission is based on the power of the last transmitted preamble whose reception has been confirmed by the confirmation message. Here, the power to be advantageously used for this subsequent transmission depends on the data rate. For example, it may be advantageous at high data rates to select this power higher than the power of the last transmitted preamble. In UMTS, the difference between this power, parameter [Delta] P _p _{_-} represented by _m [dB].
[0044]
In a variant embodiment of the invention , at most a predetermined maximum number of transmission attempts are made with maximum power. In other words, in step 212, the number of preamble transmissions repeated at the maximum allowable power is counted by the counter. If this number is exceeded, this procedure is exited. This can also be realized as follows. That is, it can be realized by exiting this procedure when the calculated ideal power exceeds a predetermined threshold power Pmax. The difference between the two variant embodiments is that the number of iterations changes in the second case due to a change in power increment, but not in the first case. The advantage in the second case is that small increments that are advantageously selected in situations where the probability of collision is high lead to an excessive number of iterations that just make sense in this situation.
[0045]
In another variant embodiment of the invention, in step 26 the power of the preamble is set to the determined minimum power.
[0046]
In another variant embodiment of the invention, transmission attempts with the same power are made for a predetermined number of trials, followed by a power increment based on the last used power. In other words, repeated transmission of a preamble with a constant power is interrupted after a predetermined number of repetitions Nmin, and a new ideal power is calculated by incrementing the power of the last transmitted preamble. This is done when the output of the last transmitted preamble is between the minimum extremum power and the calculated ideal power. What prevents this is that in many iterations, it is wasted with too little power, which is where, for example, open loop power control requires a much smaller value than the initial power. is there. This is achieved, for example, by setting the initial power to at least the following value, where this value is calculated from the specified minimum power-Nmin * increment. As a result, the preamble is transmitted Nmin times at the designated minimum power, and if no confirmation message is received, transmission is performed at a higher power.
[0047]
Furthermore, a variant embodiment of the invention limits the number or power of initial transmission attempts in view of the power requirements for subsequent transmissions. In other words, the number of repetitions of preamble transmission is reduced in consideration of the power requirement for data transmission following the above power control. This allows the power ramping procedure to be interrupted earlier if the power required for data transmission is greater than the power required for transmitting the preamble. Therefore, the following situation exists. In other words, the preamble must be transmitted with a predetermined power. However, in the subsequent data transmission, there is a situation in which a remarkably large power or a remarkably small power can be advantageous due to the predetermined circumstances of the data transmission. is there. For example, some data transmissions, particularly at high data rates, can only be performed with a power that is significantly greater than the power of the RACH message. If such a situation is known in advance, it may be advantageous to limit the power of the preamble or RACH message by a unique maximum value taking this into account. For example, if data transmission at a high data rate requires 10 dB more power than the preamble or RACH message transmission, the power of the preamble or RACH message is 10 dB or 10-x dB below the maximum allowable power. It may be advantageous to limit by value.
[0048]
In addition to the variant embodiments of the invention described above, there are many other embodiments within the framework of the invention. These are not further described here, but can be easily put into practice based on the above embodiments. For example, the order of the steps in the above method can be changed, and multiple steps can be inserted or omitted. An example of such a method with modified / inserted steps is the CPCH access procedure, which is described in chapter 6.2 of the ESTI document listed at the beginning. With knowledge of the present specification, it is possible for one skilled in the art to use the present invention in the CPCH access procedure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram of a mobile station.
FIG. 2 is a simplified flow diagram of a method for initiating communication.

Claims

In the method of power control,
Calculate the ideal power
When the ideal power is within the boundary represented by the maximum or minimum extreme power, a preamble is transmitted from the mobile station with the ideal power,
If the calculated ideal power is greater than the maximum extremum power, the preamble is transmitted from the mobile station with the maximum extremum power;
If the ideal power is less than or equal to the minimum extremum power, a preamble is transmitted from the mobile station at a power between the minimum extremum power and the calculated ideal power,
Confirmation of reception of the preamble by the base station by a confirmation message transmitted from the base station to the mobile station,
If there is no confirmation message, first attempt transmission with the same power for a predetermined number of times, and if no confirmation message is received even after transmission attempt with the same power, the preamble is incremented based on the last used power. Calculate the new ideal power of and transmit the preamble with the ideal power,
If there is no confirmation message, the calculation and transmission of the new preamble is repeated, and if the calculated ideal power exceeds the maximum extreme power by at least a predetermined threshold, the preamble transmission is repeated. Characterized by interruption,
Power control method.

Limiting the repetition of the preamble with the maximum extremum power by a predetermined number of repetitions;
The method of claim 1.

The calculation of the ideal power is performed by incrementing the last calculated ideal power.
The method according to claim 1 or 2.

Use the calculated initial power as the ideal power calculated first.
4. A method according to any one of claims 1 to 3.

If the calculated ideal power is less than the minimum extremum power, transmit the preamble with the minimum extremum power;
The method according to any one of claims 1 to 4.

Considering the power requirements of data transmission following power control, reducing the number of repetitions of preamble transmission.
6. A method according to any one of claims 1-5 .

In power control equipment,
A transmission device (SE) that transmits a preamble;
A receiving device (EE) for receiving the confirmation message;
A control device (STE) for controlling the power of the transmission device;
Configure the control device,
The preamble is transmitted with initial power ,
If the ideal power is within the limits represented by the maximum or minimum extremum power, the preamble is transmitted at the ideal power;
If the ideal power is outside the limit represented by the maximum or minimum extreme power, the preamble is transmitted with the maximum or minimum extreme power ;
If there is no confirmation message, a transmission attempt is first made with the same power a predetermined number of times, and if no confirmation message is received even with a transmission attempt with the same power, the increment is based on the last used power. A new ideal power of the preamble is calculated, and the preamble is transmitted with the ideal power.
If there is no confirmation message, the calculation and transmission of the new preamble is repeated,
Wherein the calculated ideal power, if exceeded by at least a predetermined threshold amount the maximum extreme power, power control, characterized in that the transmission of the repetition of the preamble is to be interrupted device.

In the method of adjusting the power of the preamble,
Send the preamble with the calculated ideal power,
When the calculated ideal power is larger than the maximum allowable power, the preamble is transmitted with the maximum allowable power.
When the confirmation message is received, an access message (RACH message) is transmitted,
If there is no confirmation message, first attempt transmission with the same power for a predetermined number of times, and if no confirmation message is received even with transmission attempt with the same power, the preamble is incremented based on the last used power. Calculate the new ideal power of and transmit the preamble with the ideal power,
When the calculated ideal power exceeds the maximum allowable power by at least a predetermined threshold, the new transmission of the preamble is interrupted.
A method of adjusting the power of the preamble.

If the calculated ideal power is less than a specified minimum power, a preamble is transmitted at a power between the calculated ideal power and the specified minimum power;
The method of claim 8 .

In the method of adjusting the power of the preamble,
Send the preamble with the calculated ideal power,
When the calculated ideal power is smaller than the specified minimum power, the preamble is transmitted with a power between the calculated ideal power and the specified minimum power.
When the confirmation message is received, an access message (RACH message) is transmitted,
If there is no confirmation message, first attempt transmission with the same power for a predetermined number of times, and if no confirmation message is received even with transmission attempt with the same power, the preamble is incremented based on the last used power. Calculate the new ideal power of and transmit the preamble with the ideal power,
When the calculated ideal power exceeds the maximum extreme power by at least a predetermined threshold, the new transmission of the preamble is interrupted.
A method of adjusting the power of the preamble.

In the method of starting communication by performing initial transmission,
Confirm that the initial transmission was successful,
If there is no confirmation message, first attempt transmission with the same power for a predetermined number of times, and if no confirmation message is received even with transmission attempt with the same power, the preamble is incremented based on the last used power. Calculate the new ideal power of and transmit the preamble with the ideal power,
Limit the number of transmissions repeated at the power boundary value by a predetermined number,
If the incremented power exceeds the maximum extremum power by at least a predetermined threshold, the initial transmission repeated by the incremented power is interrupted.
How to start communication.

If the open loop power control can present a value smaller than a predetermined value, the initial ideal power is limited by the predetermined value;
The method of claim 11 .

At most the maximum number of transmission attempts at maximum power,
The method of claim 12 .

Limit the number or power of initial transmission attempts, taking into account the power requirements for subsequent transmissions,
14. A method according to claim 11 or 13 .

In the device that initiates communication,
Comprising means for carrying out the method according to any one of claims 1 to 6 or claims 8 to 14 ;
A device that initiates communication.